JPH0445825Y2

JPH0445825Y2 -

Info

Publication number: JPH0445825Y2
Application number: JP1985158698U
Authority: JP
Priority date: 1985-10-18
Filing date: 1985-10-18
Publication date: 1992-10-28
Also published as: JPS6268790U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］この考案は、看護介助ロボツトに関する。[Detailed explanation of the idea] [Industrial application field] This invention relates to a nursing care robot.

［従来の技術］従来、例えば看護介助ロボツト等のロボツトを
手動操作する場合には、ロボツトに設けられたコ
ントロールボツクスを持ち、このコントロールボ
ツクス上で、各軸に対応するそれぞれの操作ボタ
ンを適宜にオン、オフするようにしていた。[Prior Art] Conventionally, when manually operating a robot such as a nursing care robot, the robot has a control box, and each operation button corresponding to each axis is pressed on the control box as appropriate. I was turning it on and off.

しかしながら、このようなロボツトに於ては、
ロボツトの上下、左右、前後方向への動きと、コ
ントロールボツクス上での各操作ボタンの操作方
向とが一致しないため、操作が為難く、急いでい
るときなど錯覚をおこし、間違つたボタンを押し
てしまうことがある、という問題があつた。 However, in such robots,
Because the robot's vertical, horizontal, and longitudinal movements do not match the operating directions of each operation button on the control box, it is difficult to operate the robot, creating the illusion that you are in a hurry and pressing the wrong button. I had a problem with it sometimes getting stuck.

また操作中、ロボツトと操作ボタンの両方を交
互に見なければならないため大変煩わしい、とい
う問題があつた。 Another problem was that during operation, the user had to look at both the robot and the operation buttons alternately, which was very troublesome.

［考案の目的］この考案の目的は、前記従来の技術の問題点を
解決することであり、ロボツトだけを見て操作す
ることができると共に、操作ボタンの操作方向と
ロボツトの動作方向とが略一致するため操作が為
易いロボツトを提供することである。[Purpose of the invention] The purpose of this invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional technology.It is possible to operate the robot by looking at only the robot, and the operating direction of the operation button and the direction of the robot's movement are approximately the same. The purpose is to provide a robot that is easy to operate because the robots match.

［考案の概要］上記目的を達成するために、この考案は、脚部
に立設した胴部に左右の腕を上下動自在に設けて
なる看護介助ロボツトにおいて、上記左右の腕
は、前記胴部に上下動自在に支承された上腕部
と、この上腕部の先端部に左右方向へ揺動自在に
支承された下腕部と、上記下腕部の下部に前後方
向へ移動自在に支承された手部とを備えてなり、
各手部の上下前後左右の各部相応する部分に、当
該手部を上下前後左右の各方向へ運動させる操作
スイツチを設け、上記各操作スイツチの押圧方向
と手部の運動方向とを同一になる構成としてなる
ものである。[Summary of the invention] In order to achieve the above object, this invention provides a nursing care robot which has left and right arms movable up and down on a torso that stands upright on the legs. an upper arm supported vertically movably on the lower arm; a lower arm supported swingably in the left-right direction at the distal end of the upper arm; and a hand part,
An operation switch for moving the hand in each direction (up, down, front, back, left, and right) is provided at the corresponding part of each hand, so that the pressing direction of each of the operation switches and the direction of movement of the hand are the same. This is the structure.

［実施例］以下、この考案の実施例を、第１図乃至第３図
を参照しながら説明する。第１図はこのロボツト
の斜視図、第２図は前記ロボツトの制御装置等の
ブロツク図、第３図は前記ロボツトの手部の動作
説明図である。[Example] Hereinafter, an example of this invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a perspective view of this robot, FIG. 2 is a block diagram of the control device, etc. of the robot, and FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the hand section of the robot.

第１図に示すように、このロボツト１は脚部３
に胴部５を立設した構成である。 As shown in FIG. 1, this robot 1 has leg parts 3.
It has a configuration in which a body portion 5 is erected.

前記胴部５には、A₁，A′₁軸により上下方向移
動自在に左右の腕７，９が設けられている（な
お、この説明に於て上下、左右、前後はロボツト
１からみた方向を表わす）。 The torso 5 is provided with left and right arms 7 and 9 that are movable in the vertical direction by axes A ₁ and A _' (in this explanation, up and down, left and right, and front and back are directions seen from the robot 1). ).

前記左右の腕７，９は同じ構成であるので、以
下、左腕７について説明すると、該左腕７は上腕
部１１、下腕部１３、及び手部１５から成つてい
る。そして、下腕部１３は、A₂軸により左右方
向に揺動自在に上腕部１１に取り付けられ、手部
１５は、A₃軸により前後方向に伸縮自在に下腕
部１３に取り付けられている。 Since the left and right arms 7 and 9 have the same configuration, the left arm 7 will be explained below. The left arm 7 is composed of an upper arm part 11, a lower arm part 13, and a hand part 15. The lower arm part 13 is attached to the upper arm part 11 so as to be swingable in the left and right direction by the _A2 axis, and the hand part 15 is attached to the lower arm part 13 so as to be freely extendable and contractible in the front and back direction by the _A3 axis. .

従つて手部１５は、前記A₁，A₂，A₂軸を適宜
に駆動することにより上下、左右、前後方向へ自
在に移動されるものである。 Therefore, the hand portion 15 can be freely moved in the vertical, horizontal, and longitudinal directions by appropriately driving the A ₁ , A ₂ , and A ₂ axes.

第２図に示すように前記手部１５の下面１５
ａ，上面１５ｂには、それぞれ上、下方向操作ボ
タン１７ａ，１７ｂが設けられている。又、その
右面、左面１５ｃ，１５ｄには左、右方向操作ボ
タン１７ｃ，１７ｄが、後面、前面１５ｅ，１５
ｆには前、後方向操作ボタン１７ｅ，１７ｆが、
それぞれ設けられている。なお、一つ面に設けら
れた各ボタンは全く同じ作用を奏するので、それ
らのうち１つにのみ参照符号を付した（例えば、
上面には、合計６個の操作ボタンが設けられてい
るが、該６個のボタンは１７ｂで示される操作ボ
タンと全く同等の作用を奏する）。又、これらの
操作ボタンはいずれも同じ構成の押圧型ボタンで
あり、押圧するとオン信号を出力し、押圧を解除
するとオフ信号を出力する。 As shown in FIG. 2, the lower surface 15 of the hand portion 15
Upper and lower operation buttons 17a and 17b are provided on the upper surface 15b and upper surface 15b, respectively. In addition, left and right direction operation buttons 17c and 17d are provided on the right and left surfaces 15c and 15d, respectively, and left and right direction operation buttons 17c and 17d are provided on the right and left surfaces 15c and 15d, respectively.
F has front and rear operation buttons 17e and 17f,
Each is provided. Note that each button provided on one side has exactly the same effect, so only one of them is given a reference numeral (for example,
A total of six operation buttons are provided on the top surface, and these six buttons have exactly the same effect as the operation button 17b). Furthermore, all of these operation buttons are press-type buttons having the same configuration, and when pressed, output an on signal, and when the press is released, an off signal is output.

前記操作ボタン１５ａ，１５ｂ，…，１５ｆの
出力は制御装置１９のデイジタルインプツト
（DI）２１を介して主制御部２３に入力されてい
る。この主制御部２３は、前記押しボタンからの
入力信号がどのボタンからのものかを識別し、対
応する制御信号を補間部２５へ出力する。 The outputs of the operation buttons 15a, 15b, . The main control section 23 identifies which button the input signal from the push button comes from, and outputs a corresponding control signal to the interpolation section 25 .

補間部２５は、前記制御信号に基づいて、第
１、第２、第３駆動部２７，２９，３１へ補間パ
ルスを出力する。例えば、前記手部１５の下面１
５ａに設けられた上方向操作ボタン１７ａがオン
され、対応する制御信号が主制御部２３から入力
されると、補間部２５は第１駆動部２７に対して
上方向移動パルスを出力する。又、前記手部１５
の上面１５ｂに設けられた下方向操作ボタン１７
ｂがオンされ、対応する制御信号が入力される
と、前記補間部２５は第１駆動部２７に対して下
方向移動パルスを出力する。更に例えば、手部前
面１５ｆに設けられた後方向操作ボタン１７ｆが
オンされ、対応する制御信号が入力されると、第
２駆動部２９に後方向移動パルスを出力する、
等々である。 The interpolation section 25 outputs interpolation pulses to the first, second, and third drive sections 27, 29, and 31 based on the control signal. For example, the lower surface 1 of the hand portion 15
When the upward operation button 17a provided on the main control unit 5a is turned on and a corresponding control signal is input from the main control unit 23, the interpolation unit 25 outputs an upward movement pulse to the first drive unit 27. Moreover, the hand portion 15
Downward operation button 17 provided on the top surface 15b of
When b is turned on and a corresponding control signal is input, the interpolation section 25 outputs a downward movement pulse to the first drive section 27. Furthermore, for example, when the backward operation button 17f provided on the front surface of the hand part 15f is turned on and the corresponding control signal is input, a backward movement pulse is output to the second drive section 29.
etc.

第１、第２、第３駆動部２７，２９，３１は、
前記補間部２５から前記パルス信号を受けとる
と、タコジエレータTG₁，TG₂，TG₃、及びエン
コーダE₁，E₂，E₃からの帰還を得ながら、適宜
の駆動信号を各サーボモータM₁，M₂，M₃に出
力する。 The first, second, and third drive sections 27, 29, and 31 are
When the pulse signal is received from the interpolator 25, an appropriate drive signal is sent to each servo motor _M1 , while receiving feedback from the tachogerators _TG1 , _TG2 , _TG3 and encoders _E1 , _E2 , _E3 . Output to M ₂ and M ₃ .

このサーボモータM₁，M₂，M₃は、それぞれ
前記A₁軸、A₂軸、A₃軸を駆動するためのもので
ある。 The servo motors M ₁ , M ₂ , and M ₃ are for driving the A ₁ axis, A ₂ axis, and A ₃ axis, respectively.

従つて、前記各操作ボタン１７ａ，１７ｂ，…
１７ｆから操作信号が入力されると、対応する所
定の軸が所定の方向に駆動されるものである。 Therefore, each of the operation buttons 17a, 17b,...
When an operation signal is input from 17f, a corresponding predetermined axis is driven in a predetermined direction.

次に前記ロボツトの作用を第３図を参照しなが
ら説明する。 Next, the operation of the robot will be explained with reference to FIG.

例えば、同図ａに示すように、いま、手部１５
の下面１５ａに設けた上方操作ボタン１７ａを上
方へ押圧したとする。すると、この操作ボタン１
５ａのオン信号が前記デイジタルインプツト２１
を介して主制御部２３に入力され、主制御部２３
が対応する制御信号を補間部２５に出力し、補間
部２５が該制御信号に基づいて上方移動パルスを
第１駆動部２７へ出力し、第１駆動部２７が該パ
ルス信号及び前記エンコーダE₁びタコジエネレ
ータTG₁からの帰還に基づいて上方向移動のため
の駆動信号をサーボモータM₁に出力する。する
と、この駆動信号によりサーボモータM₁が適宜
方向に回転されると共に、A₁軸が適宜に駆動さ
れ、腕１１の下降動作を介して前記手部１５が上
方に移動される（第３図ａ）。 For example, as shown in FIG.
It is assumed that the upper operation button 17a provided on the lower surface 15a of the is pressed upward. Then, this operation button 1
5a is the digital input 21.
is input to the main control unit 23 via the main control unit 23.
outputs a corresponding control signal to the interpolation unit 25, and the interpolation unit 25 outputs an upward movement pulse to the first drive unit 27 based on the control signal, and the first drive unit 27 outputs the pulse signal and the encoder E ₁ A drive signal for upward movement is output to the servo motor _M1 based on the feedback from the rotor cogenerator _TG1 . Then, the servo motor _M1 is rotated in an appropriate direction by this drive signal, and the _A1 axis is also appropriately driven, and the hand portion 15 is moved upward through the downward movement of the arm 11 (see Fig. 3). a).

次に第３図ｂに示すように、手部１５の上面１
５ｂに設けられた下方向操作ボタン１７ｂを下方
へ押圧したとする。すると、こんどは、前記デイ
ジタルインプツト２１及び主制御部２３を介して
補間部２５から、下方向移動パルスが第１駆動部
２７へ出力され、該第１駆動部２９の動作を介し
て、サーボモータM₁が逆回転し、前記手部１５
が下方へ移動される。 Next, as shown in FIG. 3b, the upper surface 1 of the hand portion 15 is
It is assumed that the downward operation button 17b provided on the button 5b is pressed downward. Then, a downward movement pulse is output from the interpolation section 25 to the first drive section 27 via the digital input 21 and the main control section 23, and through the operation of the first drive section 29, the servo The motor _M1 rotates in the opposite direction, and the hand portion 15
is moved downward.

更に、第３図ｃに示すように、手部前面１５ｆ
に設けられた後方向操作ボタン１７ｆが後方へ押
圧されると、補間部２５から後方移動パルスが第
２駆動部２９へ出力され、第２サーボモータM₂
及びA₃軸の動作を介して前記手部１５が後方へ
移動される。 Furthermore, as shown in FIG. 3c, the hand front surface 15f
When the backward operation button 17f provided _in
The hand portion 15 is moved rearward through the movements of the _three axes.

従つて、この実施例によれば、ロボツトの手部
を手動操作する際、操作ボタンの押圧方向と該手
動部の動作方向とが一致するから、操作者がロボ
ツトの腕をあたかも自分の手で押したりしている
かの如き感覚でコントロールでき、大変操作が容
易であると共に、ボタン操作を誤ることがない。
とくに、看護介助ロボツトにおいては、コントロ
ールボツクスを持つ必要がなくなつたことと相俟
つて、看護人がロボツトと一体となつて、介助作
業をすることができ、看護人の負担が著しく軽減
されるものである。 Therefore, according to this embodiment, when manually operating the robot's hand, the direction in which the operation button is pressed and the direction in which the manual part moves coincides, so that the operator can operate the robot's arm as if it were his own hand. You can control it as if you were pressing it, making it very easy to operate and preventing mistakes in button operations.
In particular, with nursing assistance robots, there is no longer a need to have a control box, and nurses can work together with the robot to carry out assistance tasks, significantly reducing the burden on nurses. It is something.

なお、前記実施例に於いては、１個の操作ボタ
ンをオンすることにより１個のサーボモータを駆
動するようにしたが、例えば、A₁軸と₂軸を同時
に駆動し、前記手部１５を斜め上方又は斜め下方
に移動させたい場合には、前記手部１５の、前記
移動方向に対する背面部に前記と同様の操作ボタ
を設けると共に、該操作ボタンからオン信号が入
力された場合には、前記主制御部２３を介して補
間部２５が前記第１及び第２駆動部２７，２９に
対して適宜の補間信号を出力するようにすればよ
い。 In the above embodiment, one servo motor is driven by turning on one operation button, but for example, if the A _1st and _2nd axes are simultaneously driven, the hand portion 15 When it is desired to move diagonally upward or diagonally downward, an operation button similar to the above is provided on the back side of the hand portion 15 in the direction of movement, and when an on signal is input from the operation button, The interpolation section 25 may output appropriate interpolation signals to the first and second drive sections 27 and 29 via the main control section 23.

又、前記実施例に於いては、手部１５の上下、
左右、前後の全ての面に操作ボタンを設けたが、
必ずしもこのようにする必要はなく、例えば手部
１５の下面に、先端に膨大部を有する突起を設け
ると共に、該膨大部周面に、その押圧方向と前記
手部の移動方向が一致するように前記押圧型操作
ボタンを設けることもできる。このようにすれば
手部１５上面が荷物等で覆われてしまつても、操
作ボタンは邪魔されることがないから前記手動操
作を自由に実行することが可能となる。 Moreover, in the embodiment, the upper and lower parts of the hand part 15,
There are operation buttons on all sides, left and right, front and back,
This does not necessarily have to be done; for example, a protrusion having an enlarged portion at the tip may be provided on the lower surface of the hand portion 15, and a protrusion may be provided on the circumferential surface of the enlarged portion so that the pressing direction of the protrusion coincides with the moving direction of the hand portion. The press type operation button may also be provided. In this way, even if the upper surface of the hand portion 15 is covered with luggage or the like, the operation buttons will not be obstructed, so the manual operation can be performed freely.

更に、前記実施例に於いては、操作ボタンは、
単なるオン、オフ方のものとしたが、例えば圧力
センサを含み、押圧力により異なる操作信号を出
力するようなものとしてもよい。このようにすれ
ば、該操作信号を適宜に処理することにより、押
圧力に対応する異なる速度で前記手部１５を移動
させることができ、手動操作を迅速化すると共
に、一層安全な作業を可能とする。 Furthermore, in the above embodiment, the operation button is
Although this is a simple on/off switch, it may also include a pressure sensor and output different operation signals depending on the pressing force. In this way, by appropriately processing the operation signal, the hand portion 15 can be moved at different speeds corresponding to the pressing force, which speeds up manual operation and enables safer work. shall be.

［考案の効果］以上のごとき実施例の説明より理解されるよう
に、要するに本考案は、脚部３に立設した胴部５
に左右の腕７，９を上下動自在に設けてなる看護
介助ロボツトにおいて、上記左右の腕７，９は、
前記胴部５に上下動自在に支承された上腕部１１
と、この上腕部１１の先端部に左右方向へ揺動自
在に支承された下腕部１３と、上記下腕部１３の
下部に前後方向へ移動自在に支承された手部１５
とを備えてなり、各手部１５の上下前後左右の各
部相応する部分に、当該手部１５を上下前後左右
の各方向へ運動させる操作スイツチを設け、上記
各操作スイツチの押圧方向と手部１５の運動方向
とを同一になる構成としてなるものである。[Effects of the invention] As can be understood from the explanation of the embodiments above, the present invention has the following advantages:
In a nursing care robot having left and right arms 7, 9 that are movable up and down, the left and right arms 7, 9 are
An upper arm portion 11 supported by the body portion 5 so as to be movable up and down.
A lower arm part 13 is supported on the distal end of the upper arm part 11 so as to be swingable in the left-right direction, and a hand part 15 is supported on the lower part of the lower arm part 13 so as to be movable in the front-back direction.
An operating switch for moving the hand 15 in each direction (up, down, front, back, left, and right) is provided at a corresponding portion of each hand 15 in the up, down, front, back, left, and right directions, and the pressing direction of each of the operating switches and the hand 15 in the same direction of motion.

上記構成より明らかなように、本考案において
は、脚部３に立設した胴部に左右の腕７，９を上
下動自在に設けてなるものであり、両腕７，９に
備えた各手部１５の上下前後左右の各部の相応部
には、各手部１５を上下前後左右方向へ運動させ
る操作スイツチが設けてあり、そして各操作スイ
ツチの押圧方向と各手部１５の運動方向とが同一
になる構成であるから、例えばシーツ交換のため
に、ベツドと患者との間へ両手部１５を挿入して
患者を抱き上げるとき、両手部１５の操作を同時
に或は別個に行なうことができ、かつ各手部１５
をじかに希望する方向へ容易に運動せしめること
ができるので、患者の抱き上げを容易に行なうこ
とができるものである。 As is clear from the above configuration, in the present invention, the left and right arms 7, 9 are provided on the torso provided upright on the leg 3 so as to be movable up and down. Operation switches for moving each hand 15 in the up, down, front, back, left, and right directions are provided at corresponding parts of the upper, lower, front, back, left, and right parts of the hand 15, and the pressing direction of each operation switch and the moving direction of each hand 15 are Since the two hand parts 15 are configured to be the same, for example, when inserting the two hand parts 15 between the bed and the patient and lifting the patient to change sheets, the two hand parts 15 can be operated simultaneously or separately. , and each hand 15
Since the patient can be easily moved directly in the desired direction, the patient can be easily lifted up.

[Brief explanation of the drawing]

図面はいずれもこの考案の実施例を示し、第１
図はこのロボツトの斜視図、第２図は前記ロボツ
トの制御装置等の説明図、第３図は前記ロボツト
の手部の動作説明図である。１５……手部、１７ａ，１７ｂ……上、下方向
操作ボタン、１７ｃ，１７ｄ……左、右方向操作
ボタン、１７ｅ，１７ｆ……前、後方向操作ボタ
ン。 The drawings all show embodiments of this invention.
This figure is a perspective view of this robot, FIG. 2 is an explanatory diagram of the control device of the robot, etc., and FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the hand part of the robot. 15...hand part, 17a, 17b...up and down direction operation buttons, 17c, 17d...left and right direction operation buttons, 17e, 17f...front and rear direction operation buttons.

Claims

[Scope of utility model registration request]

In a nursing care robot having left and right arms 7, 9 vertically movable on a torso 5 erected on legs 3, the left and right arms 7, 9 are supported by the torso 5 so as to be vertically movable. The upper arm part 11 and this upper arm part 11
A lower arm part 13 is supported at the distal end of the lower arm part 13 so as to be swingable in the left-right direction, and a hand part 15 is supported in a lower part of the lower arm part 13 so as to be movable in the front-back direction. In the corresponding parts of the top, bottom, front, back, left and right,
A nursing care robot characterized by being provided with operating switches for moving the hand section 15 in up, down, forward, backward, left and right directions, and configured such that the direction in which each of the operating switches is pressed is the same as the direction in which the hand section 15 moves.